JPH0810689B2 - アッシング処理装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、被処理基板に被着された膜を除去するアッ
シング処理装置に関する。

（従来の技術） 一般に半導体集積回路の微細パターンの形成は、露光
および現像によって形成された有機高分子のフォトレジ
スト膜をマスクとして用い、半導体ウエハ上に形成され
た下地膜をエッチングすることにより行なわれる。した
がってマスクとして用いられたフォトレジスト膜はエッ
チング過程を経た後には、半導体ウエハの表面から除去
する必要がある。このような場合のフォトレジスト膜を
除去する処理としてエッチングやアッシング処理が行な
われる。特にプラズマを用いたエッチングやアッシング
処理がその主流である。

ところが半導体の集積度が向上し、256Mビットから1M
ビット、2Mビットと向上するにつれて配線なども細線狭
間隔となり、プラズマ雰囲気で強い放電を起こし、半導
体ウエハがダメージを受け、歩留りが著しく減少する。
本件出願人はこのダメージを受けないアッシャーを開発
している。アッシング処理はレジストの除去、シリコン
ウエハ、マスクの洗浄を始めインクの除去、溶剤残留物
の除去等にも使用され、半導体プロセスのドライクリー
ニング処理を行なう場合に適するものである。

また、紫外線を照射することにより酸素原子ラジカル
を発生させて、バッチ処理でアッシング処理を行なうア
ッシング装置がある。

第３図はこのような紫外線照射により酸素原子ラジカ
ルを発生させるアッシング装置を示すもので、処理室１
には、多数の半導体ウエハ２が所定間隔をおいて垂直に
配置され、処理室１の上部に設置されている紫外線発光
管３からの紫外線を処理室１の上面に設けられた石英等
の透明な窓４を通して照射し、処理室１に充填された酸
素を励起してオゾンを発生させる。そしてこのオゾン雰
囲気から生じる酸素原子ラジカルを半導体ウエハ２に作
用させてアッシング処理を行なうようになっている。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら従来の紫外線を用いたアッシング装置で
は、アッシングむらが生じやすく、大口径の半導体ウエ
ハの処理に適した枚葉処理が行えないという問題があっ
た。

本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、半導
体ウエハなどの被処理基板をアッシング処理するにあた
り、処理むらをなくして均一なアッシング処理が行える
アッシング処理装置を提供することを目的とする。

（課題を解決するための手段） 上記目的を達成するため、本発明にかかるアッシング
処理装置は、処理室内に設けられた載置台と、この載置
台に載置された被処理基板に対抗するアッシングガスの
流出部とを有し、前記流出部からアッシングガスを流出
させて前記被処理基板に対してアッシング処理を施す如
く構成されたアッシング処理装置であって、前記流出部
はガラス製の平板で構成され、前記平板における被処理
基板との対向面にはスリット溝が相互に平行となるよう
に設けられ、各スリット溝には排気孔が穿設され、アッ
シングガスを前記被処理基板に対して流出させる複数の
第１の開口と第２の開口とが、各スリット溝相互間にお
ける平板に、スリット溝の長手方向に沿って交互に設け
られ、さらに前記第１の開口と第２の開口からは、前記
アッシングガスが交互に流出自在となるように構成され
たことを特徴とするものである。

（作用） 本発明にかかるアッシング処理装置によれば、まずア
ッシングガスを流出させる第１の開口と第２の開口と
が、ガラス製の平板に設けられているが、ガラスは熱伝
導率が低いので、被処理基板に対向している平板は、被
処理基板上方の空間や処理室内天井壁との温度雰囲気遮
断性にすぐれている。従って、処理に適した温度雰囲気
を安定して維持することができる。

また前記第１の開口と第２の開口とは、排気孔を有す
るスリット溝間に、スリット溝の長手方向に沿って配置
されているから、これらの開口によって構成された開口
のグループ、列同士間での、アッシングガスの流出によ
るガスの干渉は防止されている。そして前記グループ、
列における各開口についてみても、第１の開口と第２の
開口からは、アッシングガスが交互に流出されるので、
第１の開口と第２の開口間でのアッシングガスの流出に
よるガスの干渉は防止されている。

従って、アッシングむらのない均一なアッシング処理
が可能となっている。

（実施例） 以下、本発明方法を半導体製造工程におけるアッシン
ク工程に適応した実施例につき図面を参照して説明す
る。

第１図において、図示しない昇降機構により上下動自
在に断面Ｕ字状で円筒状の上チャンバー５が設けられて
いる。この上チャンバー５には、アッシングガスを均一
に流出させるためのガラス製の平板７が設けられてい
る。この平板７には開口、例えば第２図に示すような直
径0.5〜2.0mm程度の複数の開口6a、6bが交互に設けられ
ており、これら開口6a、6bによっていわば開口列が形成
されている。

この平板７は被処理基板例えば半導体ウエハ16より大
きい面を有し、周縁には階段状に整形されている。上記
各開口6aには例えばテフロン製ガス流導管8aが接続され
ている。この管8aには切換え弁9a、ガス流量調節器10を
介して酸素供給源11を備えたオゾン発生器12に接続され
ている。

他方、上記各開口6bには例えばテフロン製ガス流導管
8bが接続されている。この管8bは切換え弁9bを介して上
記ガス流量調節器10を介して酸素供給源11を備えたオゾ
ン発生器12に接続されている。即ち上記切換え弁9a、9b
によりアッシングガスの間欠的制御を可能にしている。
各開口6a、6bによって構成された開口列２つを対とする
間隔にはスリット溝18が設けられこの溝18の中央部には
排気孔19が穿設されている。

上記上チャンバー５と係合する如く下チャンバー13が
設けられている。この下チャンバー13内には上記半導体
ウエハ16を載置するための円坂状載置台15が、上記平板
17に中心部周辺部に亘って等間隔をあけた状態に設けら
れている。この載置台15内には上記半導体ウエハ16を所
望する温度に設定するためのヒーター21が設けられて反
応容器22が構成されている。

上記ヒーター21は上記容器22外に設けられている温度
制御機構14により温度調整される構成になっている。半
導体ウエハ16近傍に感温センサー（図示せず）を配設す
ると、一定温度に自動設定できる。上記反応容器22底面
の中心部には排気孔23が設けられ、排気機構17により排
気される構成になっている。排気ガスは触媒などにより
オゾンを分解して排出することも有益である。

次に、上述したアッシング装置による半導体ウエハの
アッシング方法を説明する。

上記上チャンバー５を上記昇降機構により上昇させ、
図示しない搬送機構例えばハンドアームにより、下チャ
ンバー13に内設された載置台15上の予め定められた位置
に被処理基板例えば半導体ウエハ16を自動的に搬送し載
置する。

半導体ウエハ16は必要に応じてオリ・フラ合わせを行
なうと同一特性の素子を再現性よく製造できる。

次に上チャンバー５が下降して下チャンバー13と連結
して処理室内を密閉状態に設定する。この時例えばガラ
スにより形成された平板７は、半導体ウエハ16面から例
えば0.5〜20mm程度の間隔をあけた位置になるように設
けられている。なおこの場合、下チャンバー13を昇降機
構により上下動させてもよい。

そして、載置台15に内設されたヒーターを温度制御装
置14により制御し半導体ウエハ16を例えば150〜500℃程
度の範囲に加熱し、酸素供給源11を備えたオゾン発生器
12により発生したアッシングガスをガス流量調節器10に
より、流量が例えば３〜15/min程度となるように調節
し、切換え弁9a、9bを介してガス流導管8a、8bにより上
チャンバー５に内設している平板７に設けた複数の開口
6a、6bより、載置台15上の半導体ウエハ16上に流出す
る。

この時、隣り合う上記開口6a、6bが同時に上記アッシ
ングガスを流出した場合、開口6aから流出したアッシン
グガスと開口6bから流出したアッシングガスが干渉し、
開口6aと開口6bとの中間位置において、アッシグガスの
流速が0m/secになり、この中間位置の真下における半導
体ウエハ16表面に被着している膜のアッシング除去が困
難になるため、上記アッシングガスの干渉を防止するた
め、隣り合う上記開口6aと6bとのアッシングガスの流出
を切換え、交互に流出させる。これは上記切換え弁9aと
9bが常に逆動作をすることにより行ない、切換え弁9aが
開いた場合同時に切換え弁9bが閉じ、上記アッシングガ
スは切換え弁ａを介してガス流導管8aにより上記開口6a
から載置台15上に載置した半導体ウエハ16の表面に流出
する。

また、切換え弁9bが開いた場合同時に切換弁9aが閉
じ、上記アッシングガスは切換え弁9bを介してガス流導
管8bにより上記開口6bから上記半導体ウエハ16の表面に
流出する。上記切換え弁9a、9bの切換えは、数秒置きに
切換えてもよいし、アッシングガス流出時間の半分で切
換えてもよい。

上記隣り合う開口6aと6b間におけるアッシングガスの
干渉は上述した方法により防止する。また、ライン状に
形成した上記開口6a、6bによるライン間におけるアッシ
ングガスの干渉は、第２図に示すようにライン間に例え
ば幅0.5〜5.0mm深さ1.0〜5.0mm程度のスリット溝18を形
成し、このスリット溝18内に排気孔19を設け、図示しな
い排気管を介して排気することにより、上記ライン間に
おけるアッシングガスの干渉により発生する半導体ウエ
ハ16のアッシングむらを防止する。

上述した方法によりアッシングガスを平板７より載置
台15上の半導体ウエハ16表面に流出する。そしてアッシ
ング処理後のアッシングガスは、図示しないオゾン分解
器により分解し、排気機構17より排気する。

以上で半導体ウエハ16のアッシング処理が終了し、図
示しない搬送機構により次工程へ半導体ウエハ16を搬送
する。

上記実施例では、切換え弁9aと9bとが常に逆動作をす
ることによる半導体ウエハ上での干渉防止を行なった
が、開口6aと6bからのアッシングガスの流出タイミング
が常に同期していなければよく、上記機構に限定するも
のではない。

以上述べたように、この実施例によれば、ライン状に
形成した開口6a、6bによるライン間に、排気孔19を有す
るスリット溝18を設けたので、上記ライン間におけるア
ッシングガスの干渉により発生する半導体ウエハ16のア
ッシングむらは防止される。しかも開口6aと開口6bから
は、アッシングガスが交互に流出されるので、隣合う開
口6a、6b同士でのアッシングガスの干渉も防止されてい
る。従って、アッシングむらのない均一なアッシング処
理が可能となっている。

またこれら開口6a、6bはガラス製の平板７に設けら
れ、この平板７が半導体ウエハ16に対向して設けられて
いるから、上チャンバー５との熱遮断性が良好であり、
処理空間は安定した温度雰囲気となっており、この点か
らもアッシング処理の均一性が向上している。

（発明の効果） 本発明によれば、アッシングガス流出の際のガスの干
渉によって生ずるアッシングむらが防止されると共に、
安定した温度雰囲気の下でアッシング処理を行うことが
できるので、大口径被処理基板に適した均一性の良好な
アッシング処理が可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例におけるアッシング装置の構成
図、第２図は第１図のアッシングガス流出部の平板の構
成図、第３図は従来のアッシング装置の構成を示した説
明図である。 2,16……半導体ウエハ、6a,6b……開口、７……平板、8
a,8b……ガス流導管、9a、9b……切換え弁、18……スリ
ット溝、19……排気孔

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】処理室内に設けられた載置台と、この載置
   台に載置された被処理基板に対向するアッシングガスの
   流出部とを有し、 前記流出部からアッシングガスを流出させて前記被処理
   基板に対してアッシング処理を施す如く構成されたアッ
   シング処理装置であって、 前記流出部はガラス製の平板で構成され、 前記平板における被処理基板との対向面にはスリット溝
   が相互に平行となるように設けられ、 各スリット溝には排気孔が穿設され、 アッシングガスを前記被処理基板に対して流出させる複
   数の第１の開口と第２の開口とが、各スリット溝相互間
   における平板に、スリット溝の長手方向に沿って交互に
   設けられ、 さらに前記第１の開口と第２の開口からは、前記アッシ
   ングガスが交互に流出自在となるように構成されたこと
   を特徴とする、アッシング処理装置。